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Produisant un masque protecteur qui s'adapte à votre environnement

Thought LeadersProfessor Seung Hwan KoProfessor in Applied Nano&Thermal Science (ANTS) LabSeoul National University

Dans cette entrevue, Nouvelles-Médicale parle à professeur Seung Hwan Ko au sujet du sien la dernière recherche dans laquelle il a développé un masque protecteur qui peut s'adapter à vos états et environnement de changement.

Les gens sont se sont accoutumés aux masques protecteurs s'usants quotidiennement dus à la pandémie COVID-19 actuelle. Qu'a inspiré votre recherche dans des masques protecteurs et comment elles peut être adapté pour un meilleur usage ?

La plupart des masques protecteurs inventés jusqu'ici n'ont pas prêté l'attention à la modification dynamique état et environnement d'usagers'. Au lieu de cela, la plupart des masques protecteurs se sont juste concentrés sur augmenter l'efficacité de filtrage. Cependant, quoique le masque lui-même ait un rendement très élevé de filtration, il ne signifie pas qu'il est convivial (habituellement, il est difficile de respirer le moyen à haut rendement d'un filtre le masque et inconfortable).

À certaines conditions, d'autres composantes sont plus importantes que le rendement de filtration. Par exemple, l'année dernière, j'ai affiché des articles de nouvelles disant que plusieurs stagiaires sont morts pendant une classe d'éducation physique tout en s'usant un masque. Ceci peut impliquer qu'un type unique de masque de filtre ne peut pas réagir correctement à l'état changeant dynamiquement de l'usager et l'usager devrait pour cette raison transporter les types variés de masque protecteur et les changer selon leur modification d'une demande matérielle ou d'environnement.

Nous avons essayé d'inventer un masque protecteur motivé par l'AI qui trouve l'état de l'usager (prévoyez la modification à court terme de taux respiratoire à l'aide de l'AI) ou trouve la modification environnementale de qualité de l'air et change automatiquement la taille de pore, changeant le compromis entre le comfortability et l'efficacité de filtrage.

Masques protecteurs

Crédit d'image : Volurol/Shutterstock.com

Le but principal des masques protecteurs est de filtrer à l'extérieur les polluants nuisibles. Comment les masques protecteurs font-ils ceci ?

La plupart des masques protecteurs disponibles sur le marché adoptent les filtres à air de tissu dans lesquels (environ 10 - 100 fois plus légèrement que des cheveux) les fibres très minces s'empêtrent pour former une structure poreuse comme une éponge desserré bourrée. Pendant qu'un courant d'air passe par le composé, le réseau entrelacé d'air minuscule perce un tunnel, les petites particules dans l'atmosphère, que nous appelons des polluants, nous heurtons les fibres et adhérons à elles. C'est comment les masques protecteurs font la filtration.

Notre invention partage également le même mécanisme fonctionnant en termes de filtration des polluants, pourtant diffère grand parce qu'elle tient compte de l'ajustement dynamique de la façon dont le mécanisme fonctionne réellement.

Pouvez-vous décrire comment des masques protecteurs sont souvent conçus et développés ?

Jusqu'il y a à deux ans, il est vrai qu'il n'y ait pas eu beaucoup d'intérêt pour des masques protecteurs parce que les masques étaient juste un produit sanitaire qui a été situé sur les périphéries de nos durées normales. Cependant, la pandémie COVID-19 globale a changé la situation.

Au cours de l'année dernière et même aujourd'hui, des états innombrables sur développer les formes neuves et avancées des masques protecteurs sont rédigés, alors que la majorité de ceux comptent toujours sur la technologie conventionnelle et passive de filtration d'air. Au meilleur de notre connaissance, notre invention est le développement rapporté tout premier d'un masque protecteur dynamiquement réglable de `'.

Beaucoup de gens trouvent des masques protecteurs inconfortables, en particulier en s'exerçant. Pourquoi est-ce que c'est ?

Quand les gens s'usent un masque, ils trouvent les masques inconfortables, particulièrement en s'exerçant, parce que le fuselage a besoin de plus d'augmentations de l'oxygène et de taux respiratoire. Cependant, un masque induit habituellement la chute de pression (ou la différence de pression) due à la présence du filtre.

La chute de pression (ou la différence de pression) augmente plus pour le filtre de rendement plus élevé. La goutte à haute pression (ou la différence de pression) le rend dur pour que l'usager respire et absorbe plus d'énergie (rend ainsi l'usager inconfortable).

Pouvez-vous décrire comment vous avez effectué votre dernière recherche dans concevoir un masque protecteur qui s'adapte aux états de changement ?

Notre équipe est une coalescence coopérative des experts des inducteurs variés du bureau d'études, s'échelonnant de la science des matériaux, mécaniques, du génie électrique, et même de l'intelligence informatique. C'est comment nous avons pu développer un masque protecteur motivé par l'AI fonctionnel à partir de l'éraflure.

Notre équipe a commencé par concevoir une idée d'archétype qui était un peu vague pour voir la première fois. Cependant, les esprits bien entraînés de bureau d'études des facettes variées ont permis pour matérialiser l'idée dans une entité réelle et d'une façon convaincante. En ce sens, nous dirions, il y a eu de bureau d'études multidisciplinaire de collaboration derrière l'exécution couronnée de succès de notre travail.

Masque protecteur

Crédit d'image : Adapté du nano 2021 d'ACS, DOI : 10.1021/acsnano.1c06204

Comment avez-vous développé votre respirateur dynamique ? Comment ce filtre à air fonctionne-t-il dans différentes conditions ?

Une des caractéristiques saisissantes de notre respirateur dynamique est qu'elle peut automatiquement transformer ses caractéristiques de filtrage pour adapter la circonstance donnée. Ceci signifie que le système est conçu pour être capable du ` détectant' l'environnement lié à son fonctionnement.

Ainsi, nous avons doté la capacité de détection au système en comportant des détecteurs. Un détecteur de P.M. (particules) est utilisé pour mesurer quelle quantité d'air ambiant est pollué et les baromètres sont utilisés pour détecter la configuration respiratoire du porteur réfléchissant la condition physique. Les informations recueillies des détecteurs sont alors employées pour effectuer à ` complet la conscience situationnelle' de l'algorithme d'AI qui produit alors du réglage dynamique des caractéristiques de filtrage aux différents scénarios.

Quels avantages ce masque protecteur a-t-il pour des gens comparés à d'autres masques protecteurs procurables ?

Le masque traditionnel a habituellement le concept de base qui besoin de l'utilisateur de s'adapter au masque (ceci signifie que besoin de l'utilisateur de porter la situation inconfortable). Cependant, nous avons essayé d'inventer un concept neuf dans lequel le masque s'adapte à l'état et à l'environnement externe de l'usager.

Je pense que notre masque motivé par l'AI est la première démonstration pour considérer la modification dynamique de la demande et des états environnementaux de l'usager, et il change l'orientation actuelle dans les masques des filtres en gens (usagers) pour la première fois.

Quel rôle l'artificial intelligence (AI) a-t-il joué dans votre recherche ?

Ce que nous avions essayé d'établir par ce travail était un respirateur robotisé qui peut sans joint s'adapter à un porteur individuel, rendant nécessaire un algorithme de fonctionnement fortement personnalisé ; le fonctionnement de respirateur et d'algorithme, au sens figuratif, identifiera passages caractéristiques de ` des' des configurations respiratoires d'un usager spécifique.

Cependant, la caractéristique de la façon dont le passage se produit, par exemple, diffère parmi des personnes. Ceci effectue développer un algorithme universel qui peut être relâché au public contestant extrêmement. Dans ce contexte, nous choisissons de développer un algorithme d'AI qui apprend les caractéristiques respiratoires de différents porteurs pour activer la personnalisation universelle de `', qui n'est pas possible avec l'ordinaire, algorithmes inflexibles.

Croyez-vous que si les masques protecteurs capables de s'adapter étaient facilement disponibles plus de gens s'useraient les régulièrement, potentiellement réduisant l'écart de COVID-19 ?

La motivation principale pour le masque motivé par l'AI est venue de mon expérience personnelle. Quand je vais au gymnase ou sors pulsant, je ressens un recommander intense d'enlever le masque pendant l'exercice. Je pourrais également voir beaucoup de gens mettre le masque loin tout en à l'aide de la machine en marche. Pendant la situation COVID-19, beaucoup de places (d'intérieur ou extérieures) ont une police stricte de restriction pour s'user un masque.

La raison principale pour laquelle elles ne s'usent pas le masque est simplement qu'elles peuvent être respiration très inconfortable tout en s'usant la. les masques motivés par l'AI règlent automatiquement le compromis entre l'efficacité de filtrage et le comfortability état pour répondre à usagers' et modification dynamiques d'environnement. On s'attend à ce que les masques protecteurs capables de s'adapter aident plus de gens à s'user des masques régulièrement et à réduire potentiellement l'écart de COVID-19.

Masques protecteurs s

Crédit d'image : Drazen Zigic/Shutterstock.com

Quelle autre recherche doit être effectuée avant que ces facemasks personnalisés puissent être facilement disponibles ?

Miniaturisation du masque et pour jeter la lumière sur l'utilisation du masque protecteur sur le marché. Les progrès technologiques tendent souvent à cacher la technologie elle-même de notre vue. Allumez assez, assez petit, et pour cette raison les technologies inconscientes, peuvent offrir l'installation pure sur leurs propres moyens sans distraire l'usager. Cette philosophie aboutit notre équipe à découvrir encore d'autres options variées de bureau d'études pour réduire à un minimum le système entier et pour améliorer l'expérience utilisateur.

Quelles sont les prochaines opérations dans votre recherche ?

En même temps que la miniaturisation, nous essayons de découvrir les matériaux élastiques variés pour doter la fonctionnalité niveau prochain au filtre à air étirable, une partie fondamentale de notre système. Par exemple, nous pouvons effectuer un filtre à air qui peut produire même d'un peu d'électricité en raison de la modulation mécanique du filtre à air.

Ou, nous pouvons nous concentrer sur les matériaux auto-guérissables pour améliorer la facilité d'utilisation à long terme et la stabilité mécanique du filtre à air étirable. Surtout, nous nous attendons à ce que la coopération active avec des experts médicaux de chaque coin du globe transfère notre technologie à l'industrie.

Où peuvent les lecteurs trouver plus d'informations ?

Plus d'informations détaillées sur le masque protecteur sec motivé par l'AI peuvent être trouvées dans la parution récente

« La modulation dynamique de pore du filtre à air étirable pour Machined a appris la protection respiratoire adaptative », nano d'ACS, en cours d'impression, 2021. [doi/10.1021/acsnano.1c06204]

Encore une autre étude relative de notre groupe sur le filtre transparent et réutilisable peut être trouvée dans des nos filtres PM2.5 précédents de publication « haute performance, transparent, réutilisable et actif par le réseau hiérarchique de percolation d'AG Nanowire », les lettres nanoes, 17, 4339-4346, 2017. [doi/10.1021/acs.nanolett.7b01404]

Au sujet de professeur Seung Hwan Ko

Seung Hwan Ko est un professeur dans le nano appliqué et le laboratoire thermique (ANTS) de la Science, service d'industrie mécanique., université de ressortissant de Séoul, Corée. Avant de joindre l'université de ressortissant de Séoul, il avait été un corps enseignant à KAIST, Corée depuis 2009. Il a reçu son degré de Ph.D. en industrie mécanique d'Uc Berkeley en 2006.Professeur Seung Hwan Ko

Il a travaillé comme postdoc chez Uc Berkeley jusqu'en 2009. Ses intérêts actuels de recherches sont les filtres fonctionnels (filtre variable de pore, filtre transparent, filtre réutilisable, filtre étirable, filtre antibactérien), électronique étirable/flexible de l'électronique portable, technologies de VR/AR.

Emily Henderson

Written by

Emily Henderson

During her time at AZoNetwork, Emily has interviewed over 150 leading experts in all areas of science and healthcare including the World Health Organization and the United Nations. She loves being at the forefront of exciting new research and sharing science stories with thought leaders all over the world.

Citations

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    Henderson, Emily. (2021, October 07). Produisant un masque protecteur qui s'adapte à votre environnement. News-Medical. Retrieved on October 16, 2021 from https://www.news-medical.net/news/20211011/Creating-a-face-mask-that-adapts-to-your-environment.aspx.

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